EP2183419B1 - Grundvlies für trilaminate - Google Patents

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EP2183419B1
EP2183419B1 EP08785952A EP08785952A EP2183419B1 EP 2183419 B1 EP2183419 B1 EP 2183419B1 EP 08785952 A EP08785952 A EP 08785952A EP 08785952 A EP08785952 A EP 08785952A EP 2183419 B1 EP2183419 B1 EP 2183419B1
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EP
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woven
base non
dtex
lengthwise
cards
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Rudolf Schlotter
Peter Friedrich
Jürgen HECK
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Eswegee Vliesstoff GmbH
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Eswegee Vliesstoff GmbH
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    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/54—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by welding together the fibres, e.g. by partially melting or dissolving
    • D04H1/541—Composite fibres, e.g. sheath-core, sea-island or side-by-side; Mixed fibres
    • D04H1/5418—Mixed fibres, e.g. at least two chemically different fibres or fibre blends
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04D—ROOF COVERINGS; SKY-LIGHTS; GUTTERS; ROOF-WORKING TOOLS
    • E04D12/00—Non-structural supports for roofing materials, e.g. battens, boards
    • E04D12/002—Sheets of flexible material, e.g. roofing tile underlay
    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D04H1/544—Olefin series
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    • D04H1/70—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres
    • D04H1/74—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being orientated, e.g. in parallel (anisotropic fleeces)
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    • D04H13/00—Other non-woven fabrics

Definitions

  • the invention relates to a base web for trilaminates which have a film membrane connected to the base web and a cover layer arranged thereon, according to the preamble of patent claim 1.
  • Multilayer films with adjustable water vapor permeability are known as so-called roof underlays.
  • the state of the art is here, for example, on the DE 199 11 280 A1 , the DE 199 44 819 A1 or the DE 10 2005 038 863 A1 directed.
  • Such films consist of a water vapor permeable base layer of a first plastic material and at least one coupled to the base layer water vapor permeability controlling second layer of a second plastic material.
  • a third layer formed as a cover layer may be present.
  • a vapor-permeable roof underlay having an inner film layer containing at least a three-ply composite with outer nonwoven layers based on thermoplastic materials and an inner film layer known.
  • outer nonwoven layers based on polyester filaments with a basis weight of 30 to 120 g / m 2 .
  • a strength improvement should also be made possible by the use of embossed nonwoven layers.
  • the nonwoven layers of continuous filaments not only on the basis of polypropylene or polyethylene alone, but in Form a compound with a low content of ethylene-vinyl acetate copolymers.
  • the basic fleece to be created is to be manufactured in a cost-effective and reproducible manner, it being simple to provide means which permit adhesion of the film membrane to be applied as interlayer of the trilaminate.
  • the basic idea of the invention is to replace hitherto used spun-bonded nonwovens by staple fiber nonwovens, wherein the means for thermally fixing the membrane of the membrane are applied sparingly and if possible in the actual production process of the base nonwoven.
  • the desired breathability and vapor permeability of the base fabric is ensured in any case and sufficient strength, especially in the transverse direction, guaranteed.
  • the embodiments of the invention is common that the staple fiber fleece is formed from a cross-laid and longitudinal pile and To obtain a hydrophobic surface, a temperature-assisted compaction takes place.
  • a mixture of polyester fibers and polypropylene melt fibers is used for the formation of the crossed pile.
  • the proportion of polypropylene melt fibers is based on the total amount of about 10 to 25% and is preferably about 12.5%.
  • the blend of cross-crimps in this embodiment of the invention is 80% polyester fibers (PES) and 20% polypropylene melt fibers (PP) with PES 1.7 dtex at a fiber length substantially 38 mm and PP 2.2 dtex at a fiber length of substantially 40mm.
  • the blend of longitudinal carding may contain up to 100% PES, which has a fiber fineness of 1.7 dtex or 3.3 dtex and preferably 40% 1.7 dtex and 60% 3.3 dtex with substantially consistent fiber length in the range between 30 and 40mm exists.
  • the ratio of the mixtures Wienkrempel / Lekskrempel can be at 10: 1 - 1: 1, but expediently 5: 3.
  • a pressure of 60-80 bar can be set on a first solidification bar, a pressure of 110-130 bar on a second solidification bar, and a pressure of 160-180 bar on a third solidification bar, wherein the ranges of values indicated do not represent absolute values
  • Embodiment be the pressures from the first to the second to the third solidification bar 70 bar, 120 bar and 170 bar.
  • a staple fiber non-woven fabric is again formed from cross-laid pile, for which purpose a mixture of PES fibers with proportions of 1.7 dtex to 3.3 dtex is used.
  • a bonding agent for the film membrane layer a polyethylene scattering powder is used, which is applied on one side.
  • the PE scattering powder layer is subjected to a temperature assisted compaction, i. Pressure treatment fixed and smoothed.
  • the amount of polyethylene powder applied is in the range between 4 and 20 g / m 2 , preferably 6 to 10 g / m 2 .
  • the polyethylene scattering powder it is also possible to use comparable thermoplastics or thermally activatable, reactive adhesives with a particle size of 0-1,000 ⁇ m, preferably 100-500 ⁇ m.
  • the cross-laid batt may have specifying equipment in all embodiments.
  • the longitudinal fibrous web has on one side a binder and / or pigment application.
  • a base web having a basis weight in the range of 50 to 90 g / m 2 is provided .
  • the base nonwoven fabric should have a very uniform weight distribution perpendicular to the direction of travel in order to ensure the desired dimensional stability or temperature passage during calendering.
  • the adhesion to the PE film membrane is triggered according to this embodiment via a proportion of PP melt fiber in the cross-laid pile.
  • the mixture in the Wienkrempel PES to PP is essentially 80:20 with a share PES 1.7 dtex, 38mm fiber length, and a proportion of PP 2.2 dtex at about 40mm fiber length.
  • the mixture in the longitudinal card is based on 100% PES, of which 40% PES 1.7 dtex 38mm fiber length and 60% 3.3 dtex at 38mm fiber length.
  • the ratios between mixture cross-paste and mixture longitudinal scrap are essentially 5: 3, so that there is an absolute proportion of PP in the amount of 12.5% with a share of 87.5% PES.
  • the maximum product temperature is limited to approx. 150 ° C by setting the dryer accordingly.
  • Hardening at the crossing is done by a jet of water. Remaining residual moisture serves as a wetting agent and ensures foam application equipment for a correspondingly homogeneous color and binder order on the nonwoven surface.
  • the pressure for smoothing, i. the temperature-assisted compaction is driven with a maximum belt tension. Additional ionizing bars take unwanted electrical charges from the ground fleece surface.
  • the equipment is made, for example, so that the longitudinal batt receives a binder application up to 10 g / m 2 and a pigment application up to 1 g / m 2 on one side on the top.
  • the temperature assisted densification of the nonwoven surface provides a low cost, hydrophobic surface.
  • the fiber mixture for both the Wienkrempel and for the longitudinal card of 100% PES fibers including a mixture of fibers 1.7 dtex and 3.3 dtex.
  • thermoplastic or thermally activatable reactive powder such as a PE powder with melting point 110 ° C and MFI ⁇ 100.
  • the amount of adhesive to be applied is in the range of 4 to 20 g / m 2 , preferably 6 to 10 g / m 2 .
  • the applied powder is also subjected to a smoothing by temperature-assisted compression in this embodiment, wherein the temperature for fixing and smoothing of the powder on the type and amount of PE powder used is dependent and PE foam, for example, about 150 ° C.

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  • Structural Engineering (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)
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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Grundvlies für Trilaminate, welche eine mit dem Grundvlies verbundene Folienmembran und eine darauf angeordnete Deckschicht aufweisen, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Mehrschichtfolien mit einstellbarer Wasserdampfdurchlässigkeit, insbesondere zur Abdichtung beim Hausbau im Dachbereich, sind als sogenannte Dachunterspannbahnen bekannt. Zum Stand der Technik sei hier beispielsweise auf die DE 199 11 280 A1 , die DE 199 44 819 A1 oder die DE 10 2005 038 863 A1 verwiesen. Derartige Folien bestehen aus einer wasserdampfdurchlässigen Basisschicht aus einem ersten Kunststoffmaterial und zumindest einer mit der Basisschicht gekoppelten Wasserdampfdurchlässigkeitskontrollierenden zweiten Schicht aus einem zweiten Kunststoffmaterial. Darüber hinaus kann eine dritte, als Deckschicht ausgebildete Lage vorhanden sein. Gemäß dem Gebrauchsmuster DE 297 00 987 U1 ist eine diffusionsoffene Dachunterspannbahn mit innerer Folienschicht enthaltend einen mindestens dreilagigen Verbund mit äußeren Vliesschichten auf Basis von thermoplastischen Kunststoffen und einer inneren Folienschicht bekannt. Um Reißfestigkeiten zu erhöhen, ist in der zitierten Lehre vorgeschlagen worden, äußere Vliesschichten auf Basis von Polyesterfilamenten mit einem Flächengewicht von 30 bis 120g/m2 einzusetzen. Eine Festigkeitsverbesserung soll auch durch Einsatz von geprägten Vliesschichten ermöglicht werden.
  • Um einen möglichst guten Verbund der Vliesschichten mit einer inneren Folienschicht durch Kaschierung unter Anwendung von Wärme und Druck zu erzielen, ist es gemäß dem erläuterten Stand der Technik von Vorteil, die Vliesschichten aus Endlosfilamenten nicht nur auf der Basis von Polypropylen oder Polyethylen allein, sondern in Verbindung mit einem geringen Gehalt von Ethylenvinylacetat-Copolymeren auszubilden.
  • Maßgeblich für die Qualität des letztendlich erhaltenen Trilaminats ist die Reproduzierbarkeit der Eigenschaften des Grundvliesstoffes. Bisher wurden diesbezüglich Spinnvliesstoffe eingesetzt. Die Herstellung von Spinnvliesstoffen ist jedoch aufwendiger als diejenige von Wirrfaser-Vliesstoffen, die mit unterschiedlichen Methoden trocken oder nass bereitgestellt werden können. Üblicherweise werden Wirrfaser-Vliesstoffe durch Wirr- oder Stauchwalzen auf einer Krempel mit anschließender, z.B. Wasserverfestigung realisiert. Auch besteht die Möglichkeit, eine Faserorientierung durch Längs- oder Querlegen zu bewirken.
  • Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, ein weiterentwickeltes Grundvlies speziell für Trilaminate anzugeben, wobei die Trilaminate eine mit dem Grundvlies verbundene Folienmembran und eine darauf anordenbare Deckschicht als Finalprodukt aufweisen.
  • Das zu schaffende Grundvlies soll kostengünstig und reproduzierbar hergestellt werden, wobei in einfacher Weise Mittel vorzusehen sind, die eine Haftung der aufzubringenden Folienmembran als Zwischenschicht des Trilaminats gestatten.
  • Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt gemäß einer ersten Ausführungsform gemäß der Merkmalskombination nach Patentanspruch 1 sowie einer zweiten Ausführungsform gemäß der Merkmalskombination nach Patent-anspruch 9 wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen umfassen.
  • Der erfindungsgemäße Grundgedanke besteht darin, bisher genutzte Spinnvliesstoffe durch Stapelfaser-Vliesstoffe zu ersetzen, wobei die Mittel zum thermischen Fixieren der Folienmembran sparsam und nach Möglichkeit im eigentlichen Herstellungsprozess des Grundvlieses auf- bzw. eingebracht werden. Dadurch ist die gewünschte Atmungsaktivität und Dampfdurchlässigkeit des Grundvlieses auf jeden Fall sichergestellt und eine ausreichende Festigkeit, insbesondere in Querrichtung, gewährleistet.
  • Den erfindungsgemäßen Ausführungsvarianten ist gemein, dass das Stapelfaservlies aus einem kreuzgelegten und längsgelegten Flor gebildet ist und zum Erhalt einer hydrophoben Oberfläche eine temperaturunterstützte Verdichtung erfolgt.
  • Gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung wird für die Bildung des kreuzgelegten Flors eine Mischung aus Polyesterfasern und Polypropylen-Schmelzfasern eingesetzt.
    Der Anteil an Polypropylen-Schmelzfasern beträgt bezogen auf die Gesamtmenge etwa 10 bis 25% und liegt bevorzugt bei ca. 12,5%.
  • Die Mischung der Kreuzkrempel liegt bei dieser Ausführungsform der Erfindung bei 80% Polyesterfasern (PES) und 20% Polypropylen-Schmelzfasern (PP) mit PES 1,7 dtex bei einer Faserlänge im Wesentlichen 38mm sowie PP 2,2 dtex bei einer Faserlänge von im Wesentlichen 40mm.
  • Die Mischung der Längskrempel kann bis zu 100 % PES enthalten, welches eines Faserfeinheit von 1,7 dtex oder 3,3 dtex aufweist und vorzugweise aus 40% 1,7 dtex und 60% 3,3 dtex bei im Wesentlichen übereinstimmender Faserlänge im Bereich zwischen 30 und 40mm besteht.
  • Das Verhältnis der Mischungen Kreuzkrempel / Längskrempel kann bei 10:1 - 1:1 liegen, zweckmäßigerweise jedoch bei 5:3.
  • Die vorerwähnte temperaturunterstützte Verdichtung zum Erhalt einer glatten Oberfläche erfolgt über mehrere Stufen mit steigenden Drücken. So kann an einem ersten Verfestigungsbalken ein Druck von 60 - 80 bar, bei einem zweiten Verfestigungsbalken ein Druck von 110 - 130 bar und bei einem dritten Verfestigungsbalken ein Druck von 160 - 180 bar eingestellt werden, wobei die angegebenen Wertebereiche keine Absolutwerte darstellen In einer bevorzugten Ausführungsform betragen die Drücke vom ersten über den zweiten bis zum dritten Verfestigungsbalken 70 bar, 120 bar und 170 bar. Diese Einstellungen sind bei Flächengewichten im Bereich von 55 bis 95g/m2 nahezu identisch.
  • Bei dem Grundvlies gemäß der zweiten Ausführungsform wird wiederum ein Stapelfaservlies aus kreuzgelegtem Flor gebildet, wobei hierfür eine Mischung aus PES-Fasern mit Anteilen von 1,7 dtex bis 3,3 dtex eingesetzt wird. Als Haftmittel für die Folienmembranschicht kommt ein Polyethylen-Streupulver zum Einsatz, welches einseitig aufgebracht ist. Die PE-Streupulverschicht wird im Rahmen einer temperaturunterstützten Verdichtung, d.h. Druckbehandlung fixiert und geglättet.
  • Die aufgebrachte Polyethylen-Streupulvermenge liegt im Bereich zwischen 4 und 20 g/m2, vorzugsweise bei 6 - 10 g/m2. Anstelle des Polyethylen-Streupulvers können auch vergleichbare Thermoplaste oder thermisch aktivierbare, reaktive Kleber bei einer Korngröße von 0 - 1.000 µm, vorzugsweise 100 - 500 µm verwendet werden.
  • Der kreuzgelegte Faserflor kann bei allen Ausführungsformen eine spezifizierende Ausrüstung aufweisen.
  • Insbesondere der längsgelegte Faserflor weist einseitig einen Binder - und/oder Pigmentauftrag auf.
  • Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
  • Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel wird ein Grundvlies mit einem Flächengewicht im Bereich von 50 bis 90 g/m2 geschaffen.
  • Der Grundvliesstoff sollte eine sehr gleichmäßige Gewichtsverteilung senkrecht zur Laufrichtung aufweisen, um die gewünschte Dimensionsstabilität bzw. den Temperaturdurchgang beim Kalandrieren zu gewährleisten.
  • Die Haftung zur PE-Folienmembran wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel über einen Anteil von PP-Schmelzfaser im kreuzgelegten Flor ausgelöst. Die Mischung in der Kreuzkrempel PES zu PP beträgt im Wesentlichen 80:20 mit einem Anteil PES 1,7 dtex, 38mm Faserlänge, und einem Anteil PP 2,2 dtex bei ca. 40mm Faserlänge.
  • Die Mischung in der Längskrempel geht von 100% PES aus, davon 40% PES 1,7 dtex 38mm Faserlänge und 60% 3,3 dtex bei 38mm Faserlänge.
  • Die Verhältnisse zwischen Mischung Kreuzkrempel und Mischung Längskrempel liegen bei im Wesentlichen 5:3, so dass sich ein absoluter Anteil von PP in Höhe von 12,5% bei einem Anteil von 87,5% PES ergibt.
  • Eine Verbesserung der Haftung der Folienmembran ist bei einer Verdoppelung der PP-Menge auf absolut 25% möglich.
  • Um ein Auslösen der PP-Schmelzfaser zu verhindern, wird die maximale Warentemperatur durch entsprechende Einstellung der Trockner auf ca. 150 °C begrenzt.
  • Die Verfestigung bei der Kreuzlegung erfolgt durch einen Wasserstrahl. Zurückbleibende Restfeuchte dient als Netzmittel und sorgt bei Schaumapplikations-Ausrüstung für einen entsprechend homogenen Farb- und Binderauftrag auf die Vliesoberfläche. Der Druck zum Glätten, d.h. der temperaturunterstützte Verdichtung wird mit einer maximalen Bandspannung gefahren. Zusätzliche Ionisierungsstäbe nehmen unerwünschte elektrische Aufladungen von der Grundvliesoberfläche.
  • Die Ausrüstung erfolgt beispielsweise so, dass der längsgelegte Faserflor einen Binderauftrag bis zu 10g/m2 und einen Pigmentauftrag bis zu 1g/m2 einseitig auf der Oberseite erhält. Die temperaturunterstützte Verdichtung der Vliesoberfläche schafft eine kostengünstige, hydrophobe Oberfläche.
  • Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht die Fasermischung sowohl für die Kreuzkrempel als auch für die Längskrempel aus 100% PES-Fasern, hierunter eine Mischung von Fasern 1,7 dtex und 3,3 dtex.
  • Um die notwendige Haftung der Folienmembran zu gewährleisten, erfolgt eine Inline-Streuung eines thermoplastischen oder thermisch aktivierbarem reaktiven Pulvers wie z. B. eines PE-Pulvers mit Schmelzpunkt 110 °C und MFI < 100. Die Menge des aufzubringenden Haftmittels liegt im Bereich von 4 bis 20 g/m2, vorzugsweise bei 6 - 10 g/m2.
  • Das aufgebrachte Pulver wird auch bei diesem Ausführungsbeispiel einer Glättung durch temperaturunterstützte Verdichtung unterzogen, wobei die Temperatur zum Fixieren und Glätten des Pulvers von der Art und Menge des verwendeten PE-Pulvers abhängig ist und bei PE-Schaum beispielsweise ca. 150 ° C beträgt.

Claims (12)

  1. Grundvlies für Trilaminate, welche eine mit dem Grundvlies verbundene Folienmembran und eine darauf angeordnete Deckschicht aufweisen,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    als Grundvlies ein Stapelfaservlies aus kreuzgelegtem und längsgelegtem Flor gebildet ist, wobei hierfür eine Mischung aus Polyesterfasern und Polypropylen-Schmelzfasern eingesetzt wird und weiterhin zum Erhalt einer hydrophoben Oberfläche eine temperaturunterstützte Verdichtung und Glättung erfolgt, wobei die temperaturunterstützte Verdichtung über mehrere Stufen bei steigenden Drücken vorgenommen wird.
  2. Grundvlies nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Anteil der Polypropylen(PP)-Schmelzfasern bezogen auf die Gesamtmischung bei 10% bis 25%, bevorzugt bei 12,5% liegt.
  3. Grundvlies nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Mischung der Kreuzkrempel bei 80% Polyesterfasern (PES) und 20% PP mit PES 1,7 dtex, Faserlänge im Wesentlichen 38mm, sowie PP 2,2 dtex, Faserlänge im Wesentlichen 40mm liegt.
  4. Grundvlies nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Mischung der Längskrempel 100 % PES enthält und eine Faserfeinheit von 1,7 dtex oder 3,3 dtex aufweist.
  5. Grundvlies nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Mischung der Längskrempel aus 40% 1,7 dtex und 60% 3,3 dtex besteht.
  6. Grundvlies nach Anspruch 3, 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    dass Verhältnis der Mischungen Kreuzkrempel / Längskrempel bei 10:1 -1:10 liegt.
  7. Grundvlies nach Anspruch 3, 4, 5 oder 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Verhältnis der Mischungen Kreuzkrempel / Längskrempel bei ca. 5:3 liegt.
  8. Grundvlies nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    über den PP-Schmelzfaseranteil im kreuzgelegtem Faserflor eine Verbindung zur Folienmembran des Trilaminats realisierbar ist.
  9. Grundvlies für Trilaminate, welche eine mit dem Grundvlies verbundene Folienmembran und eine darauf angeordnete Deckschicht aufweisen,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    als Grundvlies ein Stapelfaservlies aus kreuzgelegtem und tängsgetegtem Flor gebildet ist, wobei hierfür eine Mischung aus Polyesterfasern mit Anteilen von 1,7 dtex bis 3,3 dtex eingesetzt wird und als Haftmittel für die Folienmembranschicht Polyethylen-Streupulver einseitig aufgebracht ist und die Polyethylen-Streupulverschicht durch temperaturunterstützte Verdichtung fixiert und geglättet ist.
  10. Grundvlies nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die aufgebrachte Polyethylen-Streupulvermenge bei 4g/m2 bis 20 g/m2 liegt.
  11. Grundvlies nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der kreuzgelegte Faserflor eine Ausrüstung aufweist.
  12. Grundvlies nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der längsgelegte Faserflor einen einseitigen Binder- und/oder Pigmentauftrag aufweist.
EP08785952A 2007-08-22 2008-07-07 Grundvlies für trilaminate Not-in-force EP2183419B1 (de)

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